In der vorliegenden Dissertation wird der Status der HBT Forschung
diskutiert. Ein Überblick über den Stand der Technik wird gebracht und
die bei HBTs verwendete Materialien und Materialsysteme, unter besonderer
Berücksichtigung von MINIMOS-NT, werden diskutiert. MINIMOS-NT ist ein generischer,
zweidimensionaler Bauelementsimulator und Teil der VISTA TCAD Umgebung. Ein
großer Teil der in dieser Arbeit ist der Weiterentwicklung und der praktischen
Anwendung von MINIMOS-NT gewidmet. Die verwendeten physikalischen Modelle werden
detailiert vorgestellt. Dies beinhaltet sowohl Modelle für die
Gittereigenschaften, das Temperaturverhalten und die Transporteigenschaften
verschiedener Halbleitermaterialien, genauso wie Modelle für wichtige HBT
typische Effekte. Kritische, die Simulation von Heterostrukuren betreffende
Punkte werden analysiert, zum Beispiel die Modellierung von Grenzflächen von
Heteroübergängen und Isolatoroberflächen, von Bandstrukturen und der
Abnahme der Bandkantenenergie bei Hochdotierung (bandap narrowing), von
Selbsterwärmung und von Effekten die bei hohen Feldstärken auftreten.
Um die weiteren Fähigkeiten von MINIMOS-NT zu demonstrieren, werden
Simulationsergebnisse für verschiedene Typen von GaAs- und Si-basierender HBTs,
meist in Verbindung mit Messergebnissen, präsentiert. Hierbei wird spezielles
Augenmerk auf die Simulation von Hochleistungs AlGaAs/GaAs und InGaP/GaAs HBTs
gelegt. Weiters werden zweidimensionale Gleichstromsimulationen
verschiedener Einfingerbauelemente, die in einem weiten Temperaturbereich mit
den Messergebnissen übereinstimmen, vorgestellt, wobei bereits
Selbsterwärmungseffekte in die Ausgangskennlinie eingehen. Die Arbeit wird
noch durch transiente Simulation von Kleinsignalparametern ergänzt, wodurch
das Gleich- und Hochfrequenzverhalten der Bauelemente gemeinsam analysiert
werden kann. Ein Vergleich simulierter und gemessener S-Parameter und die
Abhängigkeit von
von einigen Bauelementparametern wird
präsentiert. Der praktische Nutzen von Baulementsimulationen wird durch
Zuverlässigkeitsuntersuchungen unterstrichen. SiGe HBTs und Polisilizium
Emitter BJT Beispiele bilden den Abschluss der in dieser Dissertation
vorgestellten Studien.